CN113023014A - 波动抖袋式自动卸料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波动抖袋式自动卸料装置，其包括传送带，用于输送料包，并将料包从水平状态运转为侧倾状态；切包台，连接于传送带末端，用于将料包运转至和停止于切割位置，并为挂针提供穿挂料包的间隔；切割机构，安装于切包台上，并在料包搬运至预定位置时对料包进行拆包；抖包机构，在其上设有波浪轨道和拖包机械手，所述拖包机械手用于承接挂有料包的挂针，并带着被悬挂的料包在所述波浪轨道上变速曲折地波动前行并抖动料包。本发明实现了自动拆包卸料，借鉴专家经验采用波浪变速方法抖袋，实现了无残留落料，防止了原料浪费；采用可重复使用的挂针为牵引工具，降低了工具耗费。

Description

波动抖袋式自动卸料装置

技术领域

本发明涉及工业生产中的自动投料领域，具体地说涉及一种波动抖袋式自动卸料装置。

背景技术

塑料如双向拉伸薄膜BOPP等的生产主要原料为高分子颗粒PP料，用编织袋包装搬运。目前国内对颗粒料的投料大多数由人工完成，人工投料存在着很多弊端。首先，人工投料严重降低了工艺流程的自动化程度，人工拆包劳动强度大易疲劳，从而造成投料速度不稳定，容易出现人工速度跟不上配套连续生产设备的问题；其次，物料包投切是一个繁重乏味的体力劳动，人工难以高效平稳地进行全天候投料。因此，塑料薄膜生产行业急需一类实用、快速、高效的自动投料装置来代替人工投料工作，以提高产品生产效率和竞争力，同时降低人力资源消耗。

编织袋广泛应用于高分子料、大米、面粉、水泥、化肥及其他产品的外包装，在工业生产中用量很大。对于颗粒料包，意大利研发出用于高分子颗粒原料包的自动投切系统，采用机械手将料包搬运至一个特制的刀盘破袋器上方，然后将料包放下，料包下落到刀盘上并被破袋、落料，此系统容易使编织袋碎裂，造成编织袋碎屑污染原料的问题。类似的，国内一些自动拆包装置也有这种问题，如中国专利CN2013102767140和专利CN201510116184，均使用锯片或刀片对袋子进行破坏性拆包，容易产生包装袋碎屑。

中国专利CN2015108873053对此问题进行了改进，在破袋时不会产生袋子碎屑随物料落入料池的问题，但其仍然存在料包中物料下落不完全、容易在料包的褶皱边角处残留余料的问题。相比之下，在人工投包的工程中，工人需要在将颗粒料从料包中倒出后再用力抖几下，从而将料包中的残料抖落干净，最大限度的避免了原料的浪费。而中国专利2016110411377利用磁针作为卸料工具，通过磁针上下运动使得料包抖动来帮助残料的排出，中国专利2017100372455通过从外部对料包进行振动拍打来帮助排料，测试中发现这些装置或方法中产生的抖动，对于方砖形料包作用较好，但对普通非立体成形的料包其力度与效果不够好，由于褶皱多，仍容易在部分角落特别是层叠之处余留残料，因此需要拆包卸料的新装置。

由此可见，现有技术中的自动化的拆包卸料装置往往会产生包装袋碎屑，容易混入物料中，且物料下落不全造成残留余料浪费的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种不会产生碎屑混入物料，避免余料残留的物料自动拆包卸料装置，用以解决现有技术存在的技术问题。

本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的波动抖袋式自动卸料装置，包括：

传送带，用于输送料包，并将料包从水平状态运转为侧倾状态；

切包台，连接于传送带末端，用于将料包运转至和停止于切割位置，并为挂针提供穿挂料包的间隔；

切割机构，安装于切包台上，待料包搬运至预定位置时，所述切割机构动作以对料包进行拆包；

抖包机构，在其上设有波浪轨道和拖包机械手，所述拖包机械手用于承接挂有料包的挂针，并带着被悬挂的料包在所述波浪轨道上波动前行并抖动料包。

作为优选，所述传送带包括依次相连的副传送带、主传送带，所述副传送带呈水平放置，所述主传送带呈螺旋下降状态，其从前端的两侧同高开始一侧比另外一侧降低更快，且其后端面与水平面成35～55度的夹角，

所述切割平台与主传送带后端平行相连，所述切割机构位于切包台较低的一侧。

作为优选，所述挂针采用永磁体，其初始状态位于挂针出射机构中，并在料包切割出料后由挂针出射机构将其射出至料包上，带动料包悬挂于所述抖包机构上，

所述拖包机械手包括运动底座、第一转轴、第一直角支臂和第一末端执行器，其中第一末端执行器与挂针相配合且其内有电磁体；所述波浪轨道包括依次环接的急弯轨道、平缓轨道和环回轨道，且其中急弯轨道中包括至少一个切线方向与拖包机械手水平前进方向之间最大夹角成钝角的分段，

所述拖包机械手带着料包变速曲折前行。

作为优选，所述波浪轨道包括依次环接的急弯轨道、平缓轨道和环回轨道。

作为优选，所述切包台包括位于中部的滚筒传送带及其两侧的边滚架，在滚筒传送带与边滚架之间有间隙供挂针穿过，在切包台两侧和底端分别有侧挡和底挡，所述滚筒传送带的长度比料包长度略长，两边侧挡之间的距离比料包宽度略宽，所述滚筒传送带上有一组动力滚筒，各个动力滚筒表面为塑胶材质且分布有高度为1～3mm高度的横条纹和颗粒。

作为优选，所述主传送带侧面末端靠近切包台处设有第一料包传感器，所述切包台侧面末端设有第二料包传感器。

作为优选，所述切割机构固定在切包台一侧，其包括刀架轨道、滑块、刀架支臂、刀架转轴和切刀，切刀通过刀架支臂、刀架转轴随滑块沿刀架轨道直线移动；

由所述第一料包传感器检测到料包的位置后，所述动力滚筒运转以运送料包，并在所述第二料包传感器触发后停止所述动力滚筒并由所述切刀动作将料包切开。

作为优选，其还包括一个位于平缓轨道前端的挂针回收机构；

所述挂针回收机构包括挂针回收机械手、挂针收集器，所述挂针回收机械手包括第二转轴、第二直角支臂和第二末端执行器，第二末端执行器与所述挂针相匹配且其内有电磁体，所述挂针收集器中部有挂针槽，以及一根对应挂针槽的推杆。

作为优选，在所述波浪轨道上与挂针收集器相对应处设有第三料包传感器，当料包前行触发所述第三料包传感器时，所述挂针回收机械手将挂针从所述拖包机械手中将挂针转接并移放于所述挂针收集器中。

作为优选，每接收一对挂针，所述推杆动作一次，将挂针推往挂针槽末端。

作为优选，所述挂针采用一对，且其均从料包右侧在其宽度方向上距料包边沿1/8～1/6料包宽度的地方穿透料包后将其挂起。

作为优选，其其还包括一个回收排空料包的收包机构，所述收包机构包括滚架、侧壁、底座、升降杆、平台和计数器，所述侧壁与底座成直角分布，所述滚架包括框架和多条嵌在框架上串有可自由滚动滚环的支架，框架表面与水平面成40～60度，所述平台上有环形侧向输送带，所述计数器位于滚架中部，在滚架的上端部两侧各有一个突出部，两个突出部之间有供挂针穿过的缺口。

本发明的工作原理是：

波动抖袋式自动卸料装置，通过搬包机等将料包堆中的料包逐次搬送到卸料机构，在本装置卸料机构中进行完全的料和包的分离，颗粒料下落到集料器中，通过送料机构输送给生产设备，而废的包装袋则由收包机构回收整理。

料包先被转移到卸料机构中与水平面平行的副传送带上，之后转运到螺旋下降的主传送带上，主传送带将料包转运到切包台的过程中，将料包逐渐转换为左侧低右侧高的方位。

切包台与主传送带后端面平行，其表面与水平面成35～55度左低右高的夹角。切包台包括位于中部的滚筒传送带及其两侧的边滚架，其中滚筒传送带为输送料包的主动机构，边滚架为被动机构，在此两者之间有一个供挂针穿过的间隙；在切包台两侧和底端分别有侧挡和底挡；滚筒传送带上有一组动力滚筒。当料包到达主传送带末端时，第一料包传感器被触发，触发信号反馈给控制器后，由控制器命令动力滚筒运转，将料包继续往切包台上转运；当料包全部到达切包台上时，位于切包台侧面末端的第二料包传感器被触发，据此控制器命令动力滚筒停止运转，同时，命令位于切包台左侧的切割机构动作：

切割机构中的切刀先对准料包左侧边的中央，然后通过刀架支臂、刀架转轴随滑块沿刀架轨道直线移动，将料包从侧边在长度方向上划开，由于料包处于左低右高的倾斜方位，物料在重力作用下逐渐从料包中下落。

虽然大部分物料可以自然地从料包中流出，但由于料包非光滑且有褶皱和边角，在料包中总会有一些余料。为此，之后控制器继续命令位于滚筒传送带与边滚架之间右边间隙下方的挂针出射机构动作，将一对挂针往上快速射出，同时命令与挂针出射机构相对的位于其上方的拖包机械手中第一末端执行器中的电磁体上电动作，向挂针发出强磁吸力，将一对挂针吸定。挂针从料包右侧在宽度方向上距料包边沿1/8～1/6料包宽度的地方穿透料包，同时将料包带起，余料快速下落，仅在料包中剩余一些残料。而且，在挂针刺穿料包时，料包还被冲击振动。

为了排空残料，本发明借鉴专业操作工人抖袋的经验，通过抖包机构来实现目的。除了上述挂针和拖包机械手，抖包机构还包括波浪轨道，拖包机械手又包括运动底座、第一转轴、第一直角支臂和第一末端执行器，其中第一末端执行器内有容置和夹持挂针的容置腔，波浪轨道则包括依次环接的急弯轨道、平缓轨道和环回轨道，而急弯轨道上还包括多个波浪轨道分段，且其中至少一个分段其内轨道的切线方向与拖包机械手前进水平方向之间最大夹角成钝角，使得料包前进运动过程中包括后仰角度，从而改变褶皱处残料的牵引与受力方向。拖包机械手将料包拉起后，先通过第一转轴旋转第一直角支臂，使末端执行器从朝下转为朝右，从而使得料包的切口朝下。

模仿人的抖袋动作，运动底座在波浪轨道上变速运行，拖包机械手带动料包在空中波浪抖动，将残料快速排空。

之后，拖包机械手在平缓轨道上慢速前行，当运行到与挂针收集器相对的位置传感器之处时，控制器先命令拖包机械手旋转第一直角支臂，使末端执行器从朝右转为朝下，使挂针呈竖直状，然后控制挂针回收机构和收包机构分别对挂针和废料包进行回收。位置传感器可采用行程开关或磁传感器，挂针收集器位于滚架上端缺口的下方。

挂针回收机构包括挂针回收机械手、挂针收集器和位置传感器，与拖包机械手类似，挂针回收机械手又包括第二转轴、第二直角支臂和第二末端执行器，第二末端执行器内有电磁体。挂针回收机械手先通过第二转轴旋转第二直角支臂，使末端执行器朝上，与拖包机械手末端执行器对齐；之后，拖包机械手中第一末端执行器内电磁体断电去磁而挂针回收机械手中第二末端执行器内电磁体上电得磁，挂针从第一末端执行器转移到第二末端执行器，同时，废料包脱落在收包机构中的滚架上。然后，挂针回收机械手再转动第二直角支臂180度，使其末端朝下，第二末端执行器中电磁体断电，挂针落入到挂针收集器的挂针槽中，每来一对挂针，推杆动作一次将挂针推到挂针槽末端供后续整理收集。同时，拖包机械手，从环回轨道回转至切包台上方。

废料包从滚架滑落，碰到侧壁后落到平台上。滚架侧边有档条，从滚架滑落的废料包触发其中部的计数器，计数器反馈给控制器，根据计数值控制器控制升降杆每来几个废料包降低平台一次，累积到一定数量后，平台上的输送带侧向滚动，将废料包堆平移到旁边的打包台。

采用本发明的结构，与现有技术相比，具有以下优点：本发明实现了工业化生产的自动拆包卸料，大大提高了卸料效率；通过直线走刀对料包进行切割，不会对颗粒料产生包装袋碎屑污染；通过借鉴专家经验采用波浪变速方法抖袋，实现了无残留落料，防止了原料浪费；采用挂针为牵引工具，可重复使用，降低了耗费。

附图说明

图1为应用了本发明波动抖袋式自动卸料装置的自动拆包上料装置结构示意图；

图2为本发明抖包机构的结构示意图；

图3为本发明中切割机构的结构示意图；

图4为本发明中切包台的结构示意图；

图5A、图5B、图5C、图5D及图5E为本发明中轨道的结构示意图；

图6为本发明中收包机构的结构示意图；

图7为本发明中挂针回收机构的结构示意图；

图8为本发明中挂针及末端执行器的结构示意图；

图9为另一实施例中挂针及末端执行器的结构示意图。

图中：1、卸料机构 2、送料机构 3、集料器 4、搬包机 5、收包机构 6、料包架 7、料包堆 8、副传送带 9、主传送带 10、切包台 11、切割机构 12、抖包机构 13、波浪轨道 14、挂针 15、拖包机械手 16、第一转轴 17、第一直角支臂 18、第一末端执行器 19、第一料包传感器 20、第二料包传感器 21、挂针回收机构 22、挂针回收机械手 23、挂针收集器 24、第二转轴 25、第二直角支臂 26、第二末端执行器 27、挂针槽 28、推杆 29、挂针出射机构30、第三料包传感器

51、滚架 52、突出部 53、滚环 54、计数器 55、侧壁 56、平台 57、升降杆 58、底座71、料包

101、滚筒传送带 102、边滚架 103、间隙 104、侧挡 105、底挡 106、动力滚筒

111、刀架轨道 112、滑块 113、刀架支臂 114、刀架转轴 115、切刀

131、急弯轨道 132、平缓轨道 133、环回轨道 141、针头 142、针体 143、针座1411、针尖 1412、斜楔部 1413、凹槽

181、卡珠 182、滑管 183、弹簧座 184、弹簧 185、斜档 186、容置腔 187、第一电磁体

261、第二电磁体 262、电磁线圈 263、操作柄 264、夹持部

201、下料管 202、料泵 203、上输料管

401、真空吸盘

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。

为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例1：

如图1所示，应用了本发明波动抖袋式自动卸料装置的自动拆包上料装置包括：搬包机4、卸料机构1、集料器3、送料机构2、收包机构5、料包架6和控制器。搬包机4、卸料机构1和收包机构5依次排列，倒锥形集料器3位于卸料机构1下方。送料机构2包括下料管201、料泵202和上输料管203，其中下料管201从集料器的锥底接料，由料泵202以物料流的方式将原料经上输料管203往高处输送，向后续生产设备供料。

如图2、图3、图4、图5A所示，卸料机构又包括依次相连的副传送带8、主传送带9、切包台10，以及位于切包台10左侧的切割机构11、分别位于切包台10右侧上方与下方的抖包机构12和挂针出射机构29及挂针回收机构21。

抖包机构12又包括挂针14、波浪轨道3和拖包机械手15，而拖包机械手15包括运动底座、第一转轴16、第一直角支臂17和第一末端执行器18。其中，一对挂针14用于穿过料包71并将其挂在拖包机械手15上；第一末端执行器18与挂针14头部相适配并将其固定，从而实现通过拖包机械手15来带动料包71抖包排料。

挂针在头部有开刃的针尖，以穿透料包壁，在尾部有阻挡料包掉落的横档部；而在针尖靠近针体的末端，还有承受第一末端执行器对其作用力的受力部。

副传送带8呈水平放置，紧接其后的主传送带9呈螺旋下降状态，其从前端的两侧同高开始左边比右边下降更快，后端面底侧边与水平面的夹角A为35～55度，切割平台10与主传送带9后端平行相连。

切包台包括位于中部的滚筒传送带101及其两侧的边滚架102，在滚筒传送带101与边滚架102之间有间隙103供挂针14穿过，切包台10的两侧和底端分别有侧挡104和底挡105，其中滚筒传送带101的长度比料包71长度略长，两边侧挡104之间的距离比料包71宽度略宽，滚筒传送带101上有一组动力滚筒，各个动力滚筒表面为塑胶材质且分布有高度为1～3mm高度的横条纹和颗粒。

在主传送带9左侧面末端靠近切包台10处设有第一料包传感器19，在切包台10左侧面末端设有第二料包传感器20。

切割机构11固定在切包台10左侧，其包括刀架轨道111、滑块112、刀架支臂113、刀架转轴114和切刀115，切刀115通过刀架支臂113、刀架转轴114随滑块112沿刀架轨道111直线移动，还通过刀架转轴114调整角度在切割料包时对准其中部。

结合附图所示，料包经副传送带8传送到主传送带9以后，在第一料包传感器19和第二料包传感器20的传感触发下，控制器控制切包台10中滚筒传送带101将料包转运到切包台10中，然后切割机构11将料包从长度方向的左侧边割开，物料下落。

虽然大部分物料可以自然地从料包中流出，但由于料包非光滑且有褶皱和边角，在料包中总会有一些余料。

现有技术中单单采用振动或拍打来帮助排料，测试中发现这些方式产生的对料包的抖动，对于方砖形料包作用较好，但对普通非立体成形的料包其力度与效果还不够好，在缝合口的褶皱处还是会有残料。为此，本发明模拟人工抖袋的专家经验，采用极速改变料包运动方向、速度的方式，来帮助缝合口褶皱区域残料的排出。

在切割机构拆包并排出大部分物料后，控制器继续命令位于滚筒传送带与边滚架之间右边间隙下方的挂针出射机构29动作，将一对挂针往上快速射出，同时命令与挂针出射机构相对的位于其上方的拖包机械手中第一末端执行器中的电磁体上电动作，向磁针发出强磁吸力，将一对磁针吸定。磁性挂针经间隙103、从料包右侧在宽度方向上距料包边沿1/8～1/6料包宽度的地方穿透料包，同时将料包带起。作为优选，两个挂针的作用点的连线与料包侧边平行。

在图4中，料包71的左侧面朝下，作为优选，料包两个缝口端前高后低，高的一端排料更顺畅，而在挂针将料包拉起时，低的一端的余料也快速流出，而仅在两端褶皱处的一些小窝中还留有残料。

而且，在挂针14刺穿料包71时、以及挂针14被第一末端执行器18吸定时，料包71被冲击振动，振动力带动料包壁并使其与残料发生摩擦，从而将部分残料从褶皱小窝中移开并将其排出。

结合图2、图8所示，作为优选，第一末端执行器18对其作用力挂针14采用磁力进行固定。挂针14采用永磁体磁针，其包括依次相连的针头141、针体142和针座143；针头141又包括锥形开刃的针尖1411和与针体142相接的斜楔部1412，针尖1411的底部比柱体形针体142略小，斜楔部1412为圆台或锥台形过渡体，且作为承受第一末端执行器磁吸力的受力部。

第一末端执行器18内设有第一电磁体187，其通过电磁线圈的供电控制来夹持或释放磁性挂针14，在第一电磁体187内有一个与针头141适配且比针头略大的倒锥形容置腔186，在该腔体的开口底部有一个与斜楔部1412相适配的斜档185。当挂针14从挂针出射机构29射出后，第一电磁体187的电磁线圈得电，强磁力将穿过料包71的磁性挂针14的针头141吸入容置腔186内，且斜档185将针头141的斜楔部1412相接触，挂针14采用该斜楔部1412来承受电磁吸力，从而不影响开刃的针尖部。

作为改进，也可以在挂针的针头中位于开刃针尖锥底位置处设置一个缺口而在第一末端执行器倒锥形容置腔内设一个与此缺口相对的突起，以承接磁力，此时，缺口两侧的开刃部呈对称设置且轮廓为弧形。

为了排空残料，本发明对抖包机构12的运动结构进行了特殊设计。除了上述挂针和拖包机械手，抖包机构12还包括波浪轨道13。拖包机械手15中包括运动底座、第一转轴16、第一直角支臂17和第一末端执行器18；波浪轨道13则包括依次环接的急弯轨道131、平缓轨道132和环回轨道133，而急弯轨道上还包括多个波浪轨道分段，且其中至少一个分段其内部轨道的切线方向与拖包机械手前进水平方向之间最大夹角成钝角。

拖包机械手将料包接起后，先通过第一转轴旋转第一直角支臂，使末端执行器从朝下转为朝右，从而使得料包的切口朝下。在被悬挂于抖包机构上后，料包71被拖包机械手15牵引，在波浪轨道13上变速抖动，将料包中的残料抖净。作为优选，拖包机械手在对应挂针出射位置处受一个磁传感器触发而开始动作。作为改进，拖包机械手的运动底座上设置弹性部件，进一步增加对料包的反复振荡式的振动。

结合图5A、图5B、图5C及图2所示，波浪轨道3包括依次环接的急弯轨道131、平缓轨道132和环回轨道133。波浪轨道3包括至少一个分段，使得该段切向与急弯段总体前进水平方向之间夹角B属于以料包总体前进水平为正横轴的直角坐标系的第三象限，即该分段内轨道切线方向与拖包机械手在急弯段总体前进水平方向之间夹角B的最大值大于90度。作为优选，该夹角取值为第二象限的120度至150度之间。

之所以设置该轨道段，是为抖包排料而考虑的，钝角角度弯道使得料包前进运动过程中具有后仰角度，通过这种牵引方向，使得褶皱处小窝中的残料与料包壁间的摩擦力方向除了总体前进方向之外还有这种向后的方向，从而使得在波浪过道上残料分时获得多方向的摩擦牵引，再通过柔性袋体的扭曲波动，从袋口至袋底反向进行惯性反作用力，通过这种复合多向作用力，让残料颗粒从小窝中移动出来，并从料包壁向重力方向上的切口处运动，从而脱离料包。

通过对实验中不同抖袋策略的效果比较，总结出了抖袋动作的专家经验，驱动运动底座在波浪轨道上变速运行，拖包机械手带动料包在空中波浪抖动，将残料快速排空。作为优选，周期性改变运动底座前进的线速度v：

其中，k1、k2为速度系数，rand()为(0,1)区间的随机函数，v₀为预设的一基础速度，v_min、v_max分别为最小、最大线速度。

作为优选，v₀选为v_max的0.6～0.8倍。速度系数k1越大，则速度变化范围越宽，同时，k2取值要越小。作为优选，k1+k2＝1.1；如可选k2＝0.7，k1＝0.4。

作为优选，在轨道拐弯半径小的地方，运动底座降低前进的线速度值。

通过变速运动，使得残料受到多方向产生加速度的牵引力，该牵引力通过料包壁的摩擦来驱动物料颗粒，帮助其排出。

如图6所示，在排空残料后，拖包机械手在平缓轨道上慢速前行，当运行到与磁针收集器相对的第三料包传感器30之处时，控制器先命令拖包机械手15旋转第一直角支臂，使第一末端执行器18从朝右转为朝下，使挂针14呈竖直状，然后控制挂针回收机构21和收包机构分别对挂针和废料包进行回收。位置传感器可采用行程开关，挂针收集器位于滚架上端缺口的下方。

结合图6、图7、图8所示，物料完全下落、料包71移动至收包机构附近，拖包机械手15运行到挂针收集器21上方并触发第三料包传感器30，控制器据此命令挂针回收机构21和收包机构分别对挂针14和废料包71进行回收。作为优选，第三料包传感器30可以采用光电计数器；也可以采用由运动底座触发的触碰传感器，或者采用挂针触发的磁接近传感器。

挂针回收机构21包括挂针回收机械手22和挂针收集器23，挂针回收机械手22又包括第二转轴24、第二直角支臂25和第二末端执行器26。第二末端执行器26将挂针14从第一末端执行器18中接过，作为优选，对于磁性挂针14，转接通过电磁力来实现。第二末端执行器26包括第二电磁体261、操作柄263，在第二电磁体261外围设有电磁线圈262；当电磁线圈262得电时，第二电磁体261的磁力将被第一末端执行器18释放的磁性挂针14吸到第二末端执行器26上。

作为优选，第二电磁体261与操作柄263之间连接一个弹簧进行缓冲，类似地，也可在斜档185连接到第一末端执行器18主体处设置缓冲部件。作为优选，磁性挂针还可采用球冠形针座，而第二电磁体261端部则设有与针座相适应的凹球冠形头部。

通过对第二末端执行器26的控制，挂针14经滚架51上端两侧突出部52之间的缺口从第一末端执行器18转移到第二末端执行器26，同时，废料包71脱落在收包机构中的滚架51上。然后，挂针回收机械手22再180度转动第二直角支臂25，将挂针放入到挂针收集器23的挂针槽27中，每来一对挂针，推杆28动作一次，将挂针推到挂针槽27末端供后续整理收集。

废料包71从滚架51滑落，碰到与底座58垂直的侧壁55后落到平台56上。滚架51周边有框架，侧边有档条，串有可自由滚动滚环52的支架嵌在框架上，从滚架51滑落的废料包71触发其中部的计数器54，计数器54反馈给控制器，根据计数值控制器控制升降杆57每来几个废料包降低平台一次，累积到一定数量后，平台56上的输送带侧向滚动，将废料包堆平移到旁边的打包台。

实施例2：

区别于实施例1，本实施例中，如图9所示，挂针14采用卡位式结构嵌入到第一末端执行器18中。

挂针14采用钢针，其针头141为锥形开刃的针尖1411，在与针体142的上部相对设有一对凹槽1413，槽形可采用球状、柱状或长方体形。

第一末端执行器18内仍设有与针头141适配且比针头略大的倒锥形容置腔，在容置腔一侧的端部，设有一对用于对挂针凹槽1413进行卡位的卡嵌模块。卡嵌模块包括依次相连的卡珠181和弹簧184，后者固定于弹簧座183上并通过滑管182带动卡珠181左右移动。作为优选，还可在容置腔入口部设置一口径更大的圆台锥形倒入部，为挂针嵌入提供更宽的适配区域。

在料包切割完成后，出射位置与第一末端执行器对齐的挂针出射机构动作，将一对挂针往上快速射出，挂针带动料包向上运动，针头进入第一末端执行器的容置腔；当针体进入到容置腔，将卡珠进行挤压，弹簧压缩；当凹槽部到达卡珠位置时，弹簧回弹力使得卡珠弹出，将挂针卡住。之后，凹槽作为承受第一末端执行器作用力的受力部，使得挂针悬挂于拖包机械手上。

作为优选，所述凹槽、卡珠可互相换位，即凹槽位于第一末端执行器18的配体上，而卡珠位于挂针上。还可以采用主动控制方式对卡珠进行伸缩控制，将弹簧改为电磁体结合弹簧的可控式横栓。作为优选，用沿滑管外围分布的电磁线圈来产生沿滑管方向的电磁力，卡珠采用永磁体，从而使得电磁力克服弹簧回弹力后将卡珠推出。作为优选，还可通过一个短行程驱动部件将卡珠推出或拉回滑管内。

当回收挂针时，第二末端执行器26端部采用可开合的夹持部264将挂针夹住并从第一末端执行器18将其拔出，此时，球形的挂针凹槽推动卡珠将弹簧压紧，挂针从第一末端执行器的容置腔中退出。当凹槽深度大或其采用柱状时，可采用主动控制方式，在第二末端执行器的夹持部夹住挂针时同步通过控制器将卡珠缩回滑管内。

作为优选，所述第二末端执行器26端部可以用与第一末端执行器18类似的卡位式结构，而挂针则还设置一对凹槽或凹坑于针底座上相对的两侧。

实施例3：

区别于实施例1，本实施例中，如图5E所示，在波浪轨道的首段即急弯轨道上，对平滑的轨道，在其曲率较小的分段中，通过增加多个曲率半径较小的凸起、凹陷段，使得拖包机械手在以所述的速率策略前行的过程中，增加小分段中产生转向加速度所需的向心力、离心力，从而增加残余物料颗粒受力的多向性。

实施例4：

区别于上述实施例，参见图5A、图5C所示，在本实施例中，对急弯轨道上运动底座前进的线加速度α及线速度v进行控制：

其中，SU、SD为预设的加速度和减速段，a₀₊、a_0-分别为加速度和减速度而ka1、ka2分别为对应加、减速的系数，a_min、a_max分别为最小、最大加速度值，rand()和sign()分别为随机函数和符号函数；

在求取上述加速度α后，周期性控制前进的线速度：

其中，v＇和v分别为上一周期和本周期的线速度，T为控制周期。

作为优选，通过运动底座驱动器中驱动电流PWM增量来实现加速度控制。

参见图5C，分别在轨道的局部最高点、局部最低点设置标记如接近传感器，在运动底座上设置与该接近传感器相应的感测模块，从而在其抵达这些点位时能触发传感器，从而得知所在位置分段。作为优选，从局部最高点到局部最低点，预设为加速段，而从局部最低点到局部最高点则预设为减速段。

作为优选，参见图5C所示，在波浪轨道上方设置一水平平板，作为高度参考点，相应地在运动底座上设置一个向上探测的距离传感器，通过该距离传感器的监测，来获得拖包机械手当前所处的位置及分段。

作为优选，该距离传感器以距离值差分的方式来判断当前位置特征，并替代上述速度控制方式，而以下式来运动底座前进的线速度v：

其中v＇和v分别为上一周期和本周期的线速度，h＇和h分别为上一周期和本周期的距离传感值；求出v后再对其进行最大、最小速度区间的限速。

作为优选，还在线速度v中增加一个随机扰动分量，所述分量体现为：

vc＝v·[1-kv·(rand()-0.5)]，

其中，v为上述按公式计算出的速度，vc为执行控制的线速度，kv为一预设系数，rand()为随机函数。

实施例5：

区别于以上实施例，参见图5D所示，本实施例中，通过急弯轨道上位置高低、以及轨道的凹凸拐点，来对轨道分段进行划分，并进而对不同分段进行料包牵引的改变。图5D中，用黑圆点标识极值点，菱形块标识拐点。

本实施例中，通过下式来控制运动底座前进的线速度v：

其中v＇和v分别为上一周期和本周期的线速度，p为运动底座当前位置，S_p2b为从极值点到拐点的区间段，S_b2p为从拐点到极值点的区间段；求出v后再对其进行最大、最小速度区间的限速。

作为优选，可以在轨道的极值点、凹凸拐点处设置传感器并通过运动底座上的触发模块对其触发，从而使得传感器能判别出当前位置所处的区段。

作为优选，还可以采用高度传感器，以高度传感器数值序列，与预设的极值点、拐点位置列表中的点位值进行对比，从而获知当前所在区段。

作为优选，以重力方向的加速度传感器值a_g来判断当前所处位置的凹凸属性c：

其中，g为重力加速度值，且当a_g和g的差值在一预设误差阈值之内时令c值为空。

以该凹凸属性及通过高度差分值，来控制动底座前进的线速度v：

其中v＇为上一周期的线速度，h＇和h分别为上一周期和本周期的距离传感值。

除此之外，虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.波动抖袋式自动卸料装置，包括：

传送带，用于输送料包，并将料包从水平状态运转为侧倾状态；

切包台，连接于传送带末端，用于将料包运转至和停止于切割位置，并为挂针提供穿挂料包的间隔；

切割机构，安装于切包台上，待料包搬运至预定位置时，所述切割机构动作以对料包进行拆包；

抖包机构，在其上设有波浪轨道和拖包机械手，所述拖包机械手用于承接挂有料包的挂针，并带着被悬挂的料包在所述波浪轨道上波动前行并抖动料包。

2.根据权利要求1所述的波动抖袋式自动卸料装置，其特征在于：

所述传送带包括依次相连的副传送带、主传送带，所述副传送带呈水平放置，所述主传送带呈螺旋下降状态，其从前端的两侧同高开始一侧比另外一侧降低更快，且其后端面与水平面成35～55度的夹角，

所述切割平台与主传送带后端平行相连，所述切割机构位于切包台较低的一侧。

3.根据权利要求1所述的波动抖袋式自动卸料装置，其特征在于：

所述挂针采用永磁体，其初始状态位于挂针出射机构中，并在料包切割出料后由挂针出射机构将其射出至料包上，带动料包悬挂于所述抖包机构上，

所述拖包机械手包括运动底座、第一转轴、第一直角支臂和第一末端执行器，其中第一末端执行器与挂针相配合且其内有电磁体；所述波浪轨道包括依次环接的急弯轨道、平缓轨道和环回轨道，且其中急弯轨道中包括至少一个切线方向与拖包机械手水平前进方向之间最大夹角成钝角的分段，

所述拖包机械手带着料包变速曲折前行。

4.根据权利要求1所述的波动抖袋式自动卸料装置，其特征在于：

所述切包台包括位于中部的滚筒传送带及其两侧的边滚架，在滚筒传送带与边滚架之间有间隙供挂针穿过，在切包台两侧和底端分别有侧挡和底挡，所述滚筒传送带的长度比料包长度略长，两边侧挡之间的距离比料包宽度略宽，所述滚筒传送带上有一组动力滚筒，各个动力滚筒表面为塑胶材质且分布有高度为1～3mm高度的横条纹和颗粒。

5.根据权利要求1所述的波动抖袋式自动卸料装置，其特征在于：

所述主传送带侧面末端靠近切包台处设有第一料包传感器，所述切包台侧面末端设有第二料包传感器。

6.根据权利要求1所述的波动抖袋式自动卸料装置，其特征在于：

所述切割机构固定在切包台一侧，其包括刀架轨道、滑块、刀架支臂、刀架转轴和切刀，切刀通过刀架支臂、刀架转轴随滑块沿刀架轨道直线移动；

由所述第一料包传感器检测到料包的位置后，所述动力滚筒运转以运送料包，并在所述第二料包传感器触发后停止所述动力滚筒并由所述切刀动作将料包切开。

7.根据权利要求1所述的波动抖袋式自动卸料装置，其特征在于：

其还包括一个位于平缓轨道前端的挂针回收机构；

所述挂针回收机构包括挂针回收机械手、挂针收集器，所述挂针回收机械手包括第二转轴、第二直角支臂和第二末端执行器，第二末端执行器与所述挂针相匹配且其内有电磁体，所述挂针收集器中部有挂针槽，以及一根对应挂针槽的推杆。

8.根据权利要求7所述的波动抖袋式自动卸料装置，其特征在于：

在所述波浪轨道上与挂针收集器相对应处设有第三料包传感器，当料包前行触发所述第三料包传感器时，所述挂针回收机械手将挂针从所述拖包机械手中将挂针转接并移放于所述挂针收集器中。

9.根据权利要求7所述的波动抖袋式自动卸料装置，其特征在于：

每接收一对挂针，所述推杆动作一次，将挂针推往挂针槽末端。

10.根据权利要求1所述的波动抖袋式自动卸料装置，其特征在于：

所述挂针采用一对，且其均从料包右侧在其宽度方向上距料包边沿1/8～1/6料包宽度的地方穿透料包后将其挂起。

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